- 데이터
: 인간 또는 컴퓨터 등의 기계에 의해 행해지는 통신과 해석 및 처리에 적합한 형태로 표현된 사실 또는 개념, 명령
- 아날로그 데이터
: 셀 수 없는 연속적인 값
: 음성, 화상, 온동, 유압 등
- 디지털 데이터
: 셀 수 있는 이산적인 값
: 문자, 숫자 등
- 신호
: 데이터를 전송 매체를 통해 전송할 수 있는 상태로 변환시켜 놓은 것
- 아날로그 신호
: 정형파(Sine Wave)에 주파수, 진폭, 위상 특성을 포함하여 표현되는 전기적 신호가 연속적으로 변하는 파형
- 디지털 신호
: 2진수 0과 1에 대한 전압 펄스의 연속적인 구성
- 주파수
: 1초 동안 발생되는 싸이클 수이며 단위는 Hz이다
- 고주파
: 파형의 가로 폭이 좁은 것으로, 고속 전송에 사용하고 전송거리가 짧다
- 저주파
: 파형의 가로 폭이 넓은 것으로, 저속 전송에 사용하고 전송거리가 길다
- 대역폭
: 주파수의 변화 범위, 즉 상한 주파수와 하한 주파수의 차이를 의미
2. 전송방식
- 아날로그 / 디지털 전송
- 아날로그 전송
: 신호의 감쇠 현상이 심하기 때문에 먼 거리를 전송할 때 증폭기에 의해 신호를 다시 증폭하여 전송해야만 함
: 이 신호에 포함된 잡음까지도 같이 증폭 되서 오류의 확률이 큼
* 감쇠현상: 거리가 멀수록 점점 약해지는것
- 디지털 전송
: 신호의 감쇠현상은 나타나지만 중계기에 의해 원래의 신호 내용을 복원한 다음 전송하는 방식이라 잡음에 대한 오류율이 낮다
: 디지털 기술의 발전으로 전송 장비의 소형화가 가능하고, 가격도 저렴하다
: 아날로그 전송보다 더 많은 대역폭을 필요
: 디지털 신호 변환에 의해 아날로그나 디지털 정보의 암호화가 쉽게 구현됨
- 직렬 / 병렬 전송
- 직렬 전송
: 정보를 구성하는 각 비트들이 하나의 전송 매체를 통하여 순서적으로 전송
: 전송 속도가 느리지만 구성 비용이 적게 든다
: 원거리 전송에 적합하며 대부분의 데이터 통신에 사용된다
- 병렬전송
: 정보를 구성하는 각 비트들이 여러개의 전송 매체를 통하여 동시에 전송
: 여러 개의 전송 매체를 사용하므로 전송 속도는 빠르지만 구성 비용이 많이 든다
: 근거리 전송에 적합하며 주로 컴퓨터의 주변장치 사이의 데이터 전송에 사용된다
- 통신 방식
1. 단방향(Simplex) 통신
: 한쪽 방향으로만 전송이 가능한 방식
: 라디오, TV
2. 반이중(Half-Duplex) 통신
: 양방향 전송이 가능하지만 동시에 양쪽 방향에서 전송할 수 없는 방식으로 2선식 선로를 사용하여 송신과 수신을 번갈아 전송
: 무전기, 모뎀
3. 전이중(Full-Duplex) 통신
: 동시에 양방향 전송이 가능한 방식으로 전송량이 많고, 전송 매체의 용량이 클 때 사용하여 4선식 선호를 사용, 주파수 분할을 이용할 경우 2선식도 가능
: 전화
- 동기 전송(동기화)
1. 비동기식 전송
: 한 문자를 나타내는 부호(문자 코드) 앞뒤에 Start Bit와 Stop Bit를 붙여서 Byte와 Byte를 구별하여 전송하는 방식
: 저속, 단거리
2. 동기식 전송
: 미리 정해진 수 만큼의 문자열을 한 블록(프레임)으로 만들어 일시에 전송
: 전송 데이터와 제어정보를 합쳐 프레임이라고 한다
: 문자 또는 비트들의 데이터 블록을 송,수신한다
: 제어 정보의 앞부분을 프리앰블, 뒷부분을 포스트앰블이라 한다
: 문자 위주와 비트 위주 동기식 전송으로 구분된다, 프레임 동기
: 고속, 원거리, 버퍼기억장치 내장 必
3. 아날로그 데이터 전송 방식
- 아날로그 데이터를 아날로그 신호로 변환
: 아날로그 데이터를 먼 거리까지 효율적으로 전송하거나 주파수 분할 다중화를 변조한다
: 라디오나 TV방송 매체, 전화에서 주로 사용
- 변조 방법의 종류
1. 진폭변조(AM, Amplitude Modulation)
: 변조 파형에 따라 진폭을 변조하는 방식
2. 주파수 변조(FM, Frequency Modulation)
: 변조 파형에 따라 주파수를 변조하는 방식
3. 위상 변조(PM, Phase Modulation)
: 변조 파형에 따라 위상을 변조하는 방식
- 아날로그 데이터를 데이터 신호로 변환 : PCM(펄스 코드 변조)
4. 디지털 데이터 전송 방식 - 디지털 -> 아날로그
- 변조 방식에 의한 모뎀의 분류
1. 진폭 편이 변조(ASK) 모뎀
: 진폭 편이 변조 방식을 사용하는 모뎀
2. 주파수 편이 변조(FSK) 모뎀
: 주파수 편이 변조 방식을 사용하는 모뎀
3. 위상 편이 변조(PSK) 모뎀
: 위상 편이 변조 방식을 사용하는 모뎀
4. 진폭위상 편이 변조(QAM) 모뎀, 직교 편이 변조
: 진폭과 위상 변조 방식을 사용하는 모뎀
: 널(Null) 모뎀이란 '모뎀 없이 연결한다'
: 즉, 모델을 사용하지 않고 두 대의 컴퓨터를 직접 접속해서 정보를 교환할 수 있게하는 모뎀(가상 모뎀)이며 단위는 Hz이다
- DSU(Digital Service Unit)
: 디지털 데이터를 디지털 회선에 적합한 디지털 신호로 변환
: 속도도 빠르고 오류율도 낮다
* 모뎀을 이용하여 단말기간의 통신시 단말기와 모뎀 사이의 신호 중 RTS는 송신할 데이터가 있다는 뜻이다,
5. 신호 변환 방식
- 디지털 변조
1. 진폭 편이 변조(ASK)
: 2진수 0과 1을 서로 다른 진폭의 신호로 변조하는 방식
: 모뎀의 구조가 간단하고, 가격이 저렴하다
: 신호 변동과 잡음에 약하여 데이터 전송용으로 거의 사용되지 않는다
2. 주파수 편이 변조(FSK)
: 2진수 0과 1을 서로 다른 주파수로 변조하는 방식
: 1,200bps 이하의 저속도 비동기식 모뎀에서 사용되며, 모뎀이 필요 없고, 채널간의 간섭을 방지하기 위해 가드 밴드(Guard band)가 필요
* 가드밴드(보호대역) : 채널과 채널간의 서로의 간섭을 피하기위해 떨어진 공간
3. 위상 편이 변조(PSK)
: 2진수 0과 1을 서로 다른 위상을 갖는 신호로 변조하는 방식
: 2,400bps 이상의 동기식 모뎀
: 2위상 - 1비트, 4위상 - 2비트, 8위상 - 3비트
4. 진폭 위상 편이 변조(QAM)
: 진폭과 위상을 상호 변환하여 신호를 얻는 변조 방식
: 제한된 전송 대역 내에서 고속 전송이 가능하여 9,600bps 속도를 권고한다
- 펄스 부호 변조(PCM)
1. 펄스 진폭 변조(PAM)
2. 펄스 위치 변조(PPM)
3. 폴스 폭 변조(PWM)
- 과정
: 펄스 부호 변조는 송신 측에서 아날로그 데이터를 표본화 하여 PAM 신호로 만든 후 양자화, 부호화 단계를 거쳐 디지털 형태(2진수)로 전송하는 방식이다
2. 그것을 양자화, 부호화 (송신)
3. 복호화, 여파화 (수신)
- 베이스밴드 전송 방식 = 기저대역 전송
: 컴퓨터나 단말장치 등에서 처리된 디지털 데이터를 다른 주파수 대역으로 변조하지 않고 직류펄스의 형태 그대로 전송하는 것으로, 기저대역 전송이라고도 한다
: 신호만 전송되기 때문에 전송 신호의 품질이 좋다
: 직류를 사용함으로 감쇠 등의 문제가 있어 장거리 전송에는 적합하지 않다
: 컴퓨터와 주변장치 간의 통신이나 LAN 등 비교적 가까운 거리에서 사용된다
: 정보를 0과 1로 표시하고, 이것을 직류의 전기신호로 전송하는 것
* 샤논의 표본화 이론
: 어떤 신호가 가지는 최고 주파수의 2배 이상 채집하면, 채집된 신호는 원래의 신호가 가지는 모든 정보를 포함한다는 이론, 샘플링하려면 기존 주파수의 2배 이상.
6. 다중화(Multiplexing)
- 다중화기
: 하나의 통신 회선에 여러 대의 단말기가 동시에 접속하여 사용할 수 있도록 하는 장치
: 고속 통신 회선의 주파수나 시간을 일정한 간격으로 나누어 각 단말기에 할당하는 방식
: 통신 회선을 공유함으로써 전송 효율을 높이고, 통신 회선의 비용을 줄일 수 있다
: 입력 회선의 수와 출력 회선의 수가 같다
: 여러 단말기가 같은 장소에 위치하는 경우, 다중화 기능을 이용하여 전송로의 수를 감소 시킬 수 있다
: 최고속도는 두개의 터미널의 속도를 합한 값이다
1. 주파수 분할 다중화기(FDM; Frequency Division Multiplexer)
: 통신 회선의 주파수를 여러 개로 분할하여 여러 대의 단말기가 동시에 사용할수 있음
: 전송 신호에 필요한 대역폭보다 통신 회선의 유효 대역폭이 큰 경우 사용
: 다중화기 자체에 변, 복조 기능이 내장되어 있어 모뎀을 설치할 필요가 없다
: 시분할 다중화기에 비해 구조가 간단하고 가격이 저렴하다
: 저속(1,200bps 이하)의 비동기식 전송, 멀티 포인트(Multi-Point)방식에 적합
: 아날로그 신호 전송에 적합하여 전화의 장거리 방송망에 도입되어 사용
: 대역폭을 나누어 사용하는 각 채널들 간의 상호 간섭을 방지하기 위한 보호 대역(Guard Band)이 필요
: 누화(Crosstalk) 및 상호변조잡음(Intermodulation noise)와 관계
2. 시분할 다중화기(TDM, Time Division Multiplexer)
: 통신 회선의 대역폭을 일정한 시간폭(Time Slot)으로 나누어 여러 대의 단말장치가 동시에 사용할 수 있도록 한 것이다
: 디지털 회선에서 주로 사용하며, 대부분 데이터 통신에 사용된다
: 시분할 교환기술에는 TDM 버스 교환방식, 타임슬롯 교환방식, 시간 다중화 교환방식 有
- 동기식 시분할 다중화기(STDM, Synchronous TDM)
: 모든 단말기에 균등화(고정된) 시간폭을 제공
: 전송되는 데이터의 시간폭을 정확히 맞추기 위한 동기 비트가 더 필요하다
: 통신 회선의 데이터 전송률이 전송 데이터 신호의 데이터 전송률을 능가할 때 사용
: 다중화기 내부 속도와 단말기의 속도 차이를 보완해주는 버퍼가 필요하다
: 전송할 데이터가 없는 경우에는 시간폭이 제공되므로 효율성이 떨어진다
: 송신 측에서 입력된 데이터를 채널 별로 분리하여 각각의 채널 버퍼에 저장, 순차적 전송
- 비동기식 시분할 다중화기(ATDM, Asynchronous TDM)
: 마이크로프로세서를 이용하여 접속된 단말기 중 전송할 데이터가 있는 단말기에만 시간폭을 제공하나다
: 비동기식 시분할 다중화기는 낭비되는 시간폭을 줄일 수 있고, 남는 시간폭을 다른 용도로 사용할 수 있으므로, 전송 효율이 높다
: 동일한 조건일 경우 동기식 시분할 다중화기보다 많은 수의 단말기들이 전송 매체에 접속할 수 있으며, 더 높은 전송 효율을 가진다
: 다중화기의 내부 속도와 단말기의 속도 차이를 보완하기 위해 버퍼가 필요
: 데이터 전송량이 많아질 경우 전송 지연이 생길 수 있고, 동기식보다 많은 시간 소요
: 주소 제어, 흐름 제어, 오류 제어 등의 기능을 하므로 복잡한 제어 회로와 임시기억 장치가 필요하며 가격이 비싸다
: 지능 다중화기, 확률적 다중화기, 통계적 다중화기라고도 한다
3. 역다중화기(Inverse Multiplexer)
: 광대역 회선 대신 두 개의 음성 대역 회선을 이용하여 데이터를 전송하는 장치
: 하나의 고속통신 회선으로 데이터를 전송받아 두 개의 음성 대역 회선으로 나누는 작업을 수행하므로 다중화기의 역동작을 수행한다고 하여 역다중화기
: 광대역 통신 회선을 사용하지 않고도 9,600bps이상의 광대역 속도를 얻을 수 있으므로, 통신비용을 절감할 수 있다
: 하나의 통신회선이 고장나더라도 나머지 하나의 회선을 통해 절반속도로 전송을 유지
: 여러 가지 변화에 대응해 다양한 전송 속도를 얻을 수 있고, 성격이 다른 두 채널을 사용
: 음성 대역 회선의 특성상 두 회선의 상대적 전송 지연이 발생할 수 있으며, 이로 인한 두 회선의 속도차이를 조절하기 위해 순환 기억장치가 사용된다(비트 스트림 혼란 방지)
4. 집중화기(Concentrator)
: 하나 또는 소수의 통신 회선에 여러 대의 단말기를 접속하여 사용할 수 있도록 하는 장치
: 실제 전송할 데이터가 있는 단말기에만 통신 회선을 할당하여 동적으로 통신 회선을 이용
: 한 개의 단말기가 통신 회선을 점유하면 다른 단말기는 통신 회선을 사용할 수 없으므로, 다른 단말기의 자료를 임시로 보관할 버퍼가 필요
: m개의 입력 회선을 n개의 출력 회선으로 집중화하는 장치로, 입력 회선의 수가 출력 회선의 수보다 같거나 많다.
: 회선의 이용률이 낮고, 불규칙적인 전송에 적합하다
: 전송할 데이터의 유무를 판단해야 하므로 제어 조작이 비교적 어렵다
: 회선 교환, 메시지 교환, 패킷 교환 등의 교환 방식에 사용된다
: 여러 대의 단말기 속도의 합(A+B+C)이 통신 회선의 속도(D) 보다 크거나 같다
: 다중화기와 다르게 여러개를 받아 처리하지만 컴퓨터가 받는 데이터 하나다
7. 통신 속도와 통신 용량
- 통신 속도
1. 변조 속도
: 1초 동안 몇 개의 신호 변화가 있었는가를 나타내는 것
: 단위는 baud(보오)를 사용
: 1개의 신호가 변조되는 시간을 T초라고 할 때 변조 속도는 baud = 1/T이다.
2. 신호 속도
: 1초 동안 전송 가능한 비트의 수를 나타내는 것으로
: 단위는 bps(bit/sec)를 사용한다
- 변조 시 상태 변화 수
: 단위 시간에 전송되는 데이터의 양(문자, 블록, 비트, 단어 수 등)을 나타낸다
4. 베어러 속도
: 데이터 신호에 동기 문자, 상태 신호 등을 합친 속도
: 단위는 bps를 사용
---------------------------------------------------------------------------------------------------
- 통신 용량
: 통신 용량은 단위 시간 동안 전송 회선이 최대로 전송할 수 있는 통신 정보량을 말한다
- 샤논(Shannon)의 정의
: 샤논은 전송 회선의 대역폭과 신호, 잡음을 고려하여 다음과 같이 통신 용량을 정의
- 전송로의 통신 용량을 늘리기 위한 방법
1. 주파수 대역폭을 늘린다
2. 신호 세력을 높인다
3. 잡음 세력을 줄인다
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